マイクロリアクターの特性を利用した光触媒反応

• 研究課題/領域番号: 20510115
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 松下 慶寿 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (80240753)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2009年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2008年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: マイクロリアクター / 光触媒 / ナンバリングアップ / 高付加価値化合物 / 選択的酸化 / 二酸化炭素の資源化

研究概要

光触媒反応に最適化されたマイクロリアクターを開発、選択的酸化による高付加価値化合物合成や二酸化炭素の資源化になどについて、マイクロ反応場と光触媒反応の特性を組み合わせれば、収率、選択性などを向上させ、マクロ式バッチ反応系では実現できない環境負荷低減型の新たな反応プロセスを構築できることを示した。さらに数百流路規模の並列化を実現したナンバリングアップ型基本デバイスの開発を行い、単一流路型マイクロリアクターに比べ、約150倍の単位時間あたりの収量を達成できることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Photodimerization of Maleic Anhydride in a Microreactor Without Clogging (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Horie, Motoshige Sumino, Takumi Tanaka, Yoshihisa Matsushita, Teijiro Ichimura, Jun-ichi Yoshida
  • 雑誌名: Org.Process Res.Dev. 14 ページ: 405-410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phototdimerization of Maleic Anhydride in a Microreactor Without Clogging (2010)
  • 著者名/発表者名: Horie, Tomoaki ; Sumino, Motoshige ; Tanaka, Takumi ; Matsushita, Y. ; Ichimura, Teijiro ; Yoshida, Jun-Ichi
  • 雑誌名: Organic Process Research & Developmet 14 ページ: 405-410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocatalytic Oxidetion of Aromatic Compounds in Microreactors under Pipe-Flow Conditions (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsushita, M.Iwasawa, T.Suzuki, T.Ichimura
  • 雑誌名: Chem.Lett. 38 ページ: 846-847
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiphase Photocatalytic Oxidation in a Microreactor (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsushita, M.Iwasawa, T.Suzuki, T.Ichimura
  • 雑誌名: Chem.Lett. 38 ページ: 846-847
  • NAID: 10025125361
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocatalytic Reactions in Microreactors (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsushita, N.Ohba, S.Kumada, K.Sakeda, T.Suzuki, T.Ichimura
  • 雑誌名: Chem.Eng.J. 135S
  • 査読あり
• [雑誌論文] N-Alkylation of Amines by Photocatalytic Reaction in a Microreaction System (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsushita, N.Ohba, T.Suzuki, T.Ichimura
  • 雑誌名: Catalysis Today 132 ページ: 153-158
  • 査読あり
• [雑誌論文] マイクロ流路内の光反応 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松下慶寿
  • 雑誌名: 光必学 39 ページ: 93-101
  • NAID: 10024279378
  • 査読あり
• [雑誌論文] マイクロ流路内の光反応 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松下慶寿
  • 雑誌名: 光化学 39 ページ: 93-101
  • NAID: 10024279378
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiphase Photocatalytic Reactions in a Microreaction System (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsushita, Y. Sato, N. Ohba, N. Usami, T. Suzuki, T. Ichimura
  • 雑誌名: Micro Total Analysis Systems 2008 2 ページ: 1257-1259
  • 査読あり
• [学会発表] 光触媒を用いた高付加価値化合物合成による光エネルギー変換 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松下慶寿, Salah Eid, 大川原真一, Ahmed Hamza H.Ali
  • 学会等名: 電気化学会第78回大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] Microreaction System for Highly Selective and Environmentally Benign Photocatalytic Synthesis of Aromatic Aldehydes (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshihisa Matsushita, Yohei Fukazawa, Shinichi Ookawara, Yoshikazu Kimura
  • 学会等名: 13th Asia Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress
  • 発表場所: 台北
  • 年月日: 2010-10-06
• [学会発表] Microreaction System for Highly Selective and Environmentally Benign Photocatalytic Synthesis of Aromatic Aldehydes (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshihisa Matsushita, Yohei Fukazawa, Shinichi Ookawara, Yoshikazu Kimura
  • 学会等名: 13^<th> Asia Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress
  • 発表場所: 台北
  • 年月日: 2010-10-06
• [学会発表] 光触媒担持マイクロリアクターを用いた医薬品原料の合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松下慶寿、深澤洋平、大川原真一、磯崎輔、鈴木正
  • 学会等名: 光化学討論会2010
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] マイクロリアクターを用いた二酸化炭素の光触媒還元反応 (2010)
  • 著者名/発表者名: 深澤洋平、松下慶寿、大川原真一、磯崎輔、鈴木正
  • 学会等名: 光化学討論会2010
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] PHOTOCATALYTIC SYNTHESIS OF HIGH VALUE ADDED COMPOUNDS IN MICROSTRUCTURED DEVICES (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshihisa Matsushita, Yohei Fukazawa,Tasuku Isozki, Tadashi Suzuki
  • 学会等名: IUPAC Photochemistry 2010
  • 発表場所: Ferrara, Italy
  • 年月日: 2010-07-13
• [学会発表] 光触媒担持マイクロリアクターを用いた環境負荷低減型新規合成プロセス (2010)
  • 著者名/発表者名: 松下慶寿、大川原真一、本間俊介
  • 学会等名: 化学とナノ・マイクロシステム研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-06-13
• [学会発表] Highly Selective and Environmentally Benign Photocatalytic Reaction Processes in Microstructured Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshihisa Matsushita, Yoshiyuki Sekine, Tadashi Suzuki, Teijiro Ichimura
  • 学会等名: 11th International Conference on Microreaction Technology
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-03-09
• [学会発表] 環境負荷低減型新規酸化プロセスのためのマイクロ反応デバイス (2010)
  • 著者名/発表者名: 松下慶寿
  • 学会等名: 化学工学会 第75年会
  • 発表場所: 鹿児島大学
• [学会発表] Highly Selective and Environmentally Benign Photocatalytic Reaction Processes in Microstructured Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: 松下慶寿
  • 学会等名: IMRET11
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Environmentally Benign Photochemical Synthesis in Microstructured Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: 松下慶寿
  • 学会等名: Nano/Molecular Photochemistry and Nanomaterials for Green Energy Development
  • 発表場所: Cairo
• [学会発表] マイクロリアクターを用いた環境負荷低減型新規光反応プロセスの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松下慶寿
  • 学会等名: フローマイクロ合成研究会第44回研究会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2009-12-04
• [学会発表] マイクロ反応システム実用化のためのアプローチ (2009)
  • 著者名/発表者名: 松下慶寿
  • 学会等名: 光化学討論会2009
  • 発表場所: 桐生
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] 光触媒担持マイクロリアクターによるグリーン合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松下慶寿
  • 学会等名: 化学工学会 第41回秋季大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] Micro Reaction System for Photochemical Reactions (2009)
  • 著者名/発表者名: 松下慶寿
  • 学会等名: International Conference on Photochemistry
  • 発表場所: Toledo
  • 年月日: 2009-07-22
• [学会発表] マイクロチャネル内の多相流を用いた光反応 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松下 慶寿, 大場 伸子, 宇佐見 直樹, 佐藤 有理子, 鈴木 正, 市村 禎二郎
  • 学会等名: 化学工学会第74年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-20
• [学会発表] 光触媒担持マイクロリアクターを用いた酸化反応 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松下慶寿, 佐藤有理子, 鈴木正, 市村禎二郎
  • 学会等名: 第9回GSCシンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-09
• [学会発表] Photochemical Synthesis in a Microreaction System (2009)
  • 著者名/発表者名: 松下慶寿
  • 学会等名: 2009 AIChE Spring National Meeting
  • 発表場所: Tampa
• [学会発表] A Continuous Flow Microreaction System for Photosynthesis (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsushita, N. Ohba, M. Iwasawa, Y. Satou, T. Suzuki, T. Ichimura
  • 学会等名: The 5th Asian Photochemistry Conference
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2008-11-02
• [学会発表] マイクロリアクターの特性を用いた光反応 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松下慶寿, 宇佐見直紀, 佐藤有理子, 鈴木 正, 市村 禎二郎
  • 学会等名: 化学工学会第40回秋季大会
  • 発表場所: 東北大
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] 気液固三相流を用いた光触媒反応 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松下慶寿, 佐藤有理子, 鈴木正, 市村禎二郎
  • 学会等名: 第102回触媒討論会
  • 発表場所: 名古屋大
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] Microreaction System For Photosynthesis Of High-Value Added Compounds (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsushita, Y. Sato, N. Ohba, N. Usami, T. Suzuki, T. Ichimura
  • 学会等名: International Symposium on Micro Chemical Process and Synthesis MiPS2008
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2008-09-13
• [学会発表] マイクロアクターを用いた光反応プロセスの強化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松下慶寿, 宇佐見直紀, 佐藤有理子, 鈴木 正, 市村禎二郎
  • 学会等名: 光化学討論会
  • 発表場所: 大阪府立大
  • 年月日: 2008-09-11
• [学会発表] Microreaction System For Photosynthesis Of High-Value Added Compounds (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsushita, Y. Sato, N. Ohba, N. Usami, T. Suzuki, T. Ichimura
  • 学会等名: The 20th International Symposium on Chemical Reaction Engineering
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2008-09-08
• [学会発表] Photoreactions in a Microreaction System (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsushita, N. Ohba, N. Usami, Y. Satou, T. Suzuki, T. Ichimura
  • 学会等名: XXII IUPAC Symposium on Photochemistry 2008
  • 発表場所: Gothenburg, Sweden
  • 年月日: 2008-07-29
• [図書] Microchemical Engineering in Practice, ed.by T.R.Dietrich (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Ichimura, Y.Matsushita, K.Sakeda, T.Suzuki
  • 出版者: John Wiley & Sons, Hoboken
• [産業財産権] マイクロ反応装置およびマイクロ流路への気液供給方法 (2010)
  • 発明者名: 松下慶寿, 他
  • 権利者名: 東京工業大学、三井造船株式会社
  • 産業財産権番号: 2010-049284
  • 出願年月日: 2010-03-05
• [産業財産権] マイクロ流体装置 (2010)
  • 発明者名: 松下慶寿、大川原真一, 他
  • 権利者名: 東京工業大学
  • 産業財産権番号: 2010-038019
  • 出願年月日: 2010-02-23
• [産業財産権] 芳香族アルデヒド化合物の製造方法 (2010)
  • 発明者名: 松下慶寿, 他
  • 権利者名: 東京工業大学、三井造船株式会社、イハラニッケイ化学工業
  • 産業財産権番号: 2010-028091
  • 出願年月日: 2010-02-10
• [産業財産権] 共同出願人の要請により秘匿 (2010)
  • 発明者名: 共同出願人の要請により秘匿
  • 権利者名: 共同出願人の要請により秘匿
  • 産業財産権番号: 2010-028091
  • 出願年月日: 2010-02-10
• [産業財産権] 共同出願人の要請により秘匿 (2010)
  • 発明者名: 共同出願人の要請により秘匿
  • 権利者名: 共同出願人の要請により秘匿
  • 産業財産権番号: 2010-030142
  • 出願年月日: 2010-02-15
• [産業財産権] 共同出願人の要請により秘匿 (2010)
  • 発明者名: 共同出願人の要請により秘匿
  • 権利者名: 共同出願人の要請により秘匿
  • 産業財産権番号: 2010-038019
  • 出願年月日: 2010-02-23
• [産業財産権] 共同出願人の要請により秘匿 (2010)
  • 発明者名: 共同出願人の要請により秘匿
  • 権利者名: 共同出願人の要請により秘匿
  • 産業財産権番号: 2010-049284
  • 出願年月日: 2010-03-05
• [産業財産権] 二酸化炭素の固定化装置およびその方法 (2008)
  • 発明者名: 松下慶寿, 他
  • 権利者名: 東京工業大学、三井造船株式会社
  • 出願年月日: 2008-07-01